Katedra elektrotechniky
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 73

Roboty a manipulátory Pohony RaM I. PowerPoint PPT Presentation


  • 83 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Katedra elektrotechniky a automatizace Technická fakulta, ČZU v Praze Miloslav Linda Michal Růžička Vladislav Bezouška. Roboty a manipulátory Pohony RaM I. Pohony PRaM. Funkcí pohonu manipulátoru i průmyslového robotu je přeměna vstupní - primární energie na mechanický pohyb.

Download Presentation

Roboty a manipulátory Pohony RaM I.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Roboty a manipul tory pohony ram i

Katedra elektrotechniky a automatizaceTechnická fakulta, ČZU v PrazeMiloslav LindaMichal RůžičkaVladislav Bezouška

Roboty a manipulátoryPohony RaM I.


Pohony pram

Pohony PRaM

  • Funkcí pohonu manipulátoru i průmyslového robotu je přeměna vstupní - primární energie na mechanický pohyb.

  • Pohon je tvořen motorem, který zprostředkovává tuto přeměnu, blokem pro ovládání energie do motoru a spojovacím blokem, který zprostředkovává vazbu mezi výstupem motoru a pohyblivou částí pohybové jednotky. Pohyb z výstupu motoru se na výstup pohybové jednotky přenáší buď přímo nebo přes transformační blok.


Motory robot po adavky

Motory robotů, požadavky

  • plynulý rozběh a brzdění

  • vysoká přesnost polohování

  • dostatečná polohová tuhost

  • minimální hmotnost

  • minimální moment setrvačnosti

  • vysoký měrný výkon

  • minimální rozměry

  • vhodné tvarové a prostorové uspořádání


Motory robot po adavky1

Motory robotů, požadavky

  • Plynulý rozběh a brzdění

    • bezpečnost držení přenášeného objektu

    • vyloučení kmitání pracovních hlavic kolem konečné polohy

    • při pohybu s rázy je nepříznivější namáhání konstrukce a dochází k jejímu rychlejšímu opotřebení

    • to se projevuje ve snížení spolehlivosti a životnosti zařízení.


Motory robot po adavky2

Motory robotů, požadavky

  • Vysoká přesnost polohování

    • Přesnost polohování pracovní hlavice je závislá vedle kinematické struktury a tuhosti její realizace na přesnosti ovládání pohonu a na způsobu registrace polohy

      • 1. řízení pohybu bez zpětné vazby - otevřený systém

      • 2. řízení pohybu se zpětnou vazbou - uzavřený systém


Motory robot po adavky3

Motory robotů, požadavky

  • Dostatečná polohová tuhost

    • Charakteristickou vlastností činnosti pohybových jednotek manipulátorů a robotů jsou přetržité vratné pohyby.

    • Od pohonu pohybové jednotky, která je v klidu, se požaduje udržení dosažené polohy i při působení vnějších sil do určité úrovně.

    • Polohovou tuhostí se potom rozumí schopnost pohonu udržet dosaženou polohu.


Motory robot po adavky4

Motory robotů, požadavky

  • Minimální hmotnost

    • Hmotnost pohonu ovlivňuje celkovou hmotnost pohybové jednotky.

    • U sériových koncepcí kinematických struktur, kdy pohony mohou být umístěny přímo v prostoru jednotlivých pohybových jednotek ovlivňuje hmotnost pohonů dynamické chování celé konstrukce manipulátoru nebo robotu.


Motory robot po adavky5

Motory robotů, požadavky

  • Minimální rozměry

    • Minimální rozměry pohonu souvisí jednak s předcházejícím požadavkem na minimální hmotnost a jednak s vytvořením předpokladů pro dosažení co nejlepších manipulačních vlastností.

    • V druhém případě jde o problém překrývání pracovního prostoru manipulátoru nebo robotu částmi jeho konstrukce.


Motory robot po adavky6

Motory robotů, požadavky

  • Vhodné prostorové uspořádání

    • Vhodné prostorové uspořádání pohonu ovlivňuje celkové uspořádání konstrukce manipulátoru nebo robotu a tím se podílí na pracovních možnostech celé konstrukce ve vztahu k úrovni schopností pro činnost v prostoru s překážkami apod.


Po adavky

Požadavky

  • Příklad obvyklých parametrů

    • v = 5m/s

    • w = 3-8rad/s

    • J = 5.10-5kg/m2

    • m =0,5 až 5kgM = 70Nm

    • Přesnost poloh.= 0,01mm

    • Tuhost = 30000Nm/rad


Co se rozum pod pojmem pohon

Co se rozumí pod pojmem POHON ?

Funkční celek

Řízení

OVL

Motor

Trnansform.

blok

Vedení

Snímače

Různé varianty uspořádání

Primární

energie

M

T

S

B


Z kladn rozd len podle prim rn energie

Základní rozdělení podle primární energie

  • Mechanický

  • Elektrický

  • Hydraulický

  • Pneumatický

  • Kombinovaný


Z kladn rozd len podle typu pohybu

Základní rozdělení podle typu pohybu

  • Rotační

  • Přímočaré

  • Kyvné


Druhy pohon

Druhy pohonů

  • Současný stav:

    • 1.Stejnosměrné motory

    • 2.Trojfázové servomotory

    • 3.Hydraulické – extremně těžké zátěže

    • 4.Pneumatické – jednoduché manipulátory


Mechanick pohon

Mechanický pohon

  • Odvozuje svůj pohyb z jiného zdroje

  • V podstatě se jedná o mechanický transformační blok

  • Vačky

  • Pákové mechanizmy

  • Šablony

  • Páky

  • Řetězy

  • Variátory

  • Ozubená kola

  • Hřebeny


Roboty a manipul tory pohony ram i

Harmonická převodovka

n2 – počet zubů pružného prstence

n3 – poč. zubů prstence s vnitř. ozub.

1:100


Hydraulick pohon

Hydraulický pohon

  • Hydraulické i pneumatické pohony pracují s podobným druhem média, někdy se proto označují jako tekutinové.

  • Z rozdílných fyzikálních vlastností kapalin a plynů se na rozdílných vlastnostech mechanismů podílí především různá poddajnost a viskozita.

  • Jako pracovní kapaliny se v hydraulických mechanismech používají minerální oleje, pracovním médiem pneumatického pohonu je stlačený vzduch.


Hydraulick pohon1

Hydraulický pohon

  • Výhody:

    • Obvykle nepotřebují transformační blok

    • Snadná realizace přímočarého pohybu

    • Jednoduché řízení

    • Velká tuhost

    • Plynulý a rovnoměrný chod

    • Velká účinnost

  • Nevýhody:

    • Potřeba samostatného energetického bloku

    • Problém s realizací vyšších rychlostí

    • Závislost viskozity média na teplotě

    • Ekologie


Rozd len a pou it tekutinov ch mechanism

Rozdělení a použití tekutinových mechanismů

  • obráběcí stroje14%

  • stroje pro hutě a na tváření12%

  • stroje na pryž a plasty7 %

  • stavební stroje a stavebnictví30%

  • silniční, komunální a kolejová vozidla11%

  • zemědělské a lesnické stroje6%

  • dopravní stroje a zařízení5%

  • různé (lodě aj.)15%


Z kladn pojmy podle iso 5598

Základní pojmy podle ISO 5598

  • Hydrostatika

    • věda a technika, zabývající se zákony ovládajícími rovnovážné podmínky v kapalině a z toho plynoucí rozdělení tlaku

    • přímočarý i rotační pohyb

    • velký tlak – až 45 MPa

    • malý průtok –do 10 l/s


Z kladn pojmy podle iso 55981

Základní pojmy podle ISO 5598

  • Hydrodynamika

    • věda a technika, zabývající se zákony, kterými se řídí pohyb kapalin a síly působící proti tomuto pohybu

    • rotační pohyb – pohon pojezdu

    • malý tlak – do 1 až 2 MPa

    • velký průtok


Grafick zna ky podle sn iso 1219 1

Grafické značky podle ČSN ISO 1219 -1


Grafick zna ky podle sn iso 1219 11

Grafické značky podle ČSN ISO 1219 -1


Grafick zna ky podle sn iso 1219 12

Grafické značky podle ČSN ISO 1219 -1


Grafick zna ky podle sn iso 1219 13

Grafické značky podle ČSN ISO 1219 -1


Kol kapalin pro hydraulick za zen

Úkol kapalin pro hydraulická zařízení

  • přenos tlakovéenergiez místa výroby (čerpadla) k místu spotřebya přeměny na mechanickou energii (hydromotor)

  • mazánípohyblivých vnitřních částí(kluznéplochy pístů, šoupátek aj.)

  • ochrana proti korozi

  • přenos signálůtlakovými vlnami

  • odvod nečistot, otěru, vody a vzduchu

  • odvod tepla(chlazení) zejména z míst s velkým vývinem tepla.


Hydraulick prvky

Hydraulické prvky

  • hydraulické převodníky

    • čerpadla a hydromotory

  • prvky pro hrazení průtoku

    • jednosměrné (zpětné) ventily, hydraulické zámky a rozváděče

  • prvky pro řízení průtoku

    • škrticí ventily a děliče průtoku

  • prvky pro řízení tlaku

    • tlakové, pojistné, přepouštěcí a redukční ventily

  • zásobníky a multiplikátory

    • nádrž, akumulátor

  • prvky pro vedení, těsnění, čištění a chlazení kapaliny

    • potrubí, hadice, spoje, šroubení, filtry aj.


Erpadla

Čerpadla

  • určují velikost průtoku

    • podle jeho geometrického objemu a frekvence otáčení

  • musí překonat tlak, pokud někde v obvodu vznikne

    • určují velikost tlaku – u hydromotorů

    • podle jeho geometrického objemu a točivého momentu nebo síly pístnice

  • mění mechanickou práci na proud kapaliny o určitém tlaku


Rozd len erpadel

Rozdělení čerpadel


Zubov erpadla

Zubová čerpadla

  • S vnějším ozubením

  • S vnitřním ozubením


Zubov erpadla s vn j m ozuben m

Zubová čerpadla s vnějším ozubením


Zubov erpadla1

Zubová čerpadla

  • geometrický objem 2,5 až 250 cm3

  • tlak6,3 až 25MPa

  • frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1

  • celková účinnost 0,8 až 0,85

  • pouze neregulační typ

  • většinou evolventní ozubení

  • čerpadla-bronzová pouzdra􀂋

  • hydromotory-ložiska jehlová

  • axiální vyvážení při provozním tlaku 10 až 25 MPa

  • radiální vyvážení


Zubov erpadla s vnit n m ozuben m

Zubová čerpadla s vnitřním ozubením


Zubov erpadla s vnit n m ozuben m1

Zubová čerpadla s vnitřním ozubením


Zubov erpadla2

Zubová čerpadla

  • geometrický objem 2,5 až 250 cm3

  • tlak6,3 až 25MPa

  • frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1

  • celková účinnost 0,8 až 0,85

  • pouze neregulační typ

  • pozvolnější plnění a vyprazdňování zubových mezer

  • malé pulzace srovnatelné s pístovými axiálními převodníky

  • nízká hlučnost


Lamelov erpadla

Lamelová čerpadla

  • s lamelami vedenými v rotoru

  • s lamelami vedenými ve statoru

  • s lamelami pevnými


Lamelov erpadla s lamelami veden mi v rotoru nevyv en

Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru - nevyvážené


Lamelov erpadla s lamelami veden mi v rotoru nevyv en1

Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru - nevyvážené


Lamelov erpadla s lamelami veden mi v rotoru vyv en

Lamelová čerpadla s lamelami vedenými v rotoru - vyvážené


Lamelov erpadla1

Lamelová čerpadla

  • Lamely v rotoru

    • geometrický objem 2,5 až 250cm3

    • tlak6,3 až 25MPa

    • frekvence otáčení 1000 až 4000 min-1

    • celková účinnost 0,65 až 0,85

  • Lamely ve statoru (rollmotor)

    • geometrický objem 10 až 1600cm3

    • tlak10 až 32MPa

    • frekvence otáčení 1 až 2000 min-1

    • celková účinnost 0,85 až 0,9


Axi ln erpadla

Axiální čerpadla

  • podle spojení píst/výstupní hřídel

    • s nakloněnou deskou bez ojnic

    • s nakloněným blokem válců a s ojnicemi

  • podle uložení válců

    • s rotujícím blokem

    • se stojícím blokem

  • podle orientace válců

    • s přímou osou rotace

    • s lomenou osou rotace

    • s válci na kuželové ploše


P stov axi ln erpadlo neregula n s naklon nou deskou

Pístové axiální čerpadlo neregulační s nakloněnou deskou


Axi ln erpadla1

Axiální čerpadla

  • geometrický objem 16 až630cm3

  • tlak 4 až35 MPa(45)

  • frekvence otáčení 600 až 6000 min-1

  • vysoká celková účinnost 0,85 až 0,92

  • malá měrná hmotnost na jednotku přenášeného výkonu

  • při lichém počtu pístů rovnoměrný tlak a průtok bez pulzací


P stov axi ln erpadlo neregula n s naklon n m blokem

Pístové axiální čerpadlo neregulační s nakloněným blokem


Axi ln erpadla2

Axiální čerpadla

  • geometrický objem 16 až630cm3

  • tlak 16 až35 MPa(45)

  • frekvence otáčení 600 až 6000 min-1

  • vysoká celková účinnost 0,85 až 0,92

  • nemožnost průchozího hřídele (pohon jiných částí)


P stov axi ln erpadlo regula n

Pístové axiální čerpadlo regulační


Axi ln erpadla3

Axiální čerpadla

  • geometrický objemaž 750 cm3􀂋tlak 35 (45) MPa

  • regulační ve velkém rozsahu regulace průtoku

  • vyšší hlučnost

  • citlivé na nečistoty a provozní podmínky

  • sklon desky cca 18º, v některých případech až 45º

  • vyšší cena


Radi ln erpadla p stov s v lci v rotoru

Radiální čerpadla – pístová s válci v rotoru


Radi ln erpadla p stov s v lci ve statoru

Radiální čerpadla – pístová s válci ve statoru


Radi ln erpadla p stov s v lci v rotoru1

Radiální čerpadla – pístová s válci v rotoru


P stov radi ln erpadlo

Pístové radiální čerpadlo

  • Jeden zdvih na otáčku

    • geometrický objem 6,3 až400cm3

    • tlak 16 až40MPa

    • frekv. otáčení 600 až 3000 min-1

    • celková účinnost 0,85 až 0,92

  • Křivkový

    • geometrický objem 63 až6300cm3

    • tlak 10 až32MPa

    • frekv. otáčení 10 až 600 min-1

    • celková účinnost 0,8 až 0,9

    • pro otevřené i uzavřené obvodyJeden


Adov erpadla

Řadová čerpadla

  • geometrický objem 2,5 až1000cm3

  • tlak 2,5 až20MPa

  • frekv. otáčení 1000 až 4000 min-1

  • celková účinnost 0,8 až 0,85

  • průtok téměř bez pulzací

  • nízká hlučnost

  • Neregulační

  • 1 vřeteno (do 4 MPa, max. 10 MPa), 0,2 MPa/stoupání

  • více vřeten (max. 16 MPa)1,5 MPa/stoupání


Rozd len hydromotor

Rozdělení hydromotorů

Přímočaré hydromotory

  • jednočinné, dvojčinné

  • jednostranné, oboustranné

  • jednostupňové, vícestupňové

  • Rotační hydromotory

    • zubové

    • pístové –axiální, radiální

  • Kývavé


  • Hydromotory line rn

    Hydromotory lineární


    Hydromotory line rn1

    Hydromotory lineární


    Hydromotory rota n p stov

    Hydromotory rotační - pístové


    K vav hydromotor

    Kývavý hydromotor


    Pojistn tlakov ventily

    Pojistné tlakové ventily

    • Jistí hydraulický obvod proti přetížení.

      • V činnosti pouze při vzrůstu tlaku.

    • Musí mít

      • malé překmity tlaku (10 až 20 %),

      • rychlou časovou reakci (20 ms),

      • vysokou stabilitu,

      • vysokou přesnost při uzavření.

    • Jsou nastaveny na tlak min. o 20 % více než max. provozní tlak.


    Pojistn tlakov ventily1

    Pojistné tlakové ventily

    • Kuželka se používá pro tlaky do 32 MPa.

    • Kulička se používá pro tlaky do 63 MPa.

    • Pro průtok do 60 l/min.


    Regul tory rychlosti v jednom sm ru

    Regulátory rychlosti v jednom směru


    Rozv d e oup tkov

    Rozváděče - šoupátkové


    Rozv d e oup tkov1

    Rozváděče - šoupátkové


    Mo nosti zapojen rozv d

    Možnosti zapojení rozváděčů

    • Paralelní

    • Tandemové

    • Sériové


    Realizace logick ch funkc

    Realizace logických funkcí


    Jehlov krt c ventil

    Jehlový škrtící ventil


    D li pr toku

    Dělič průtoku


    Isti e

    Čističe

    • Drátěnésíto

    • Spárovépletivo

    • Štěrbinovátrubice

    • Papírovávlákna

    • Papírová vlákna impregnovaná

      • Fenolovou pryskyřicí

    • Skleněnávlákna

    • Kovovávlákna

    • slinutémateriály


    Otev en hydraulick obvod

    Otevřený hydraulický obvod


    Ovl d n hydraulick ch motor

    Ovládání hydraulických motorů


    P klad nasazen hydraulick ho pohonu

    Příklad nasazení hydraulického pohonu


    Literatura

    Literatura

    • [1] Schmid D. a kol.: Řízení a regulace pro strojírenství a mechatroniku. Europa Sobotáles.Praha, 2005.

    • [2] Talácko J., Matička R.: Konstrukce průmyslových robotů a manipulátorů. ČVUT. 1995.

    • [3] Chvála B., Nedbal J., Dunay G.: Automatizace. SNTL/ALFA. Praha , 1985.

    • [4] Novotný R.: Talácko J.: Pneumatické a hydraulické systémy pro automatizaci. Automa, č.1, 2002.


    Z v r

    Závěr


    Roboty a manipul tory pohony ram i

    • Děkuji za pozornost


  • Login